Тиристор Советский патент 1977 года по МПК H01L21/00 

Изобретение относится к полупроводниковым приборам. Известны тиристоры горизонтальной структуры с омическило контактами к каждся области, в KOTOpbix обладающие одним типом проводимости 1срайняя область и область базы соединены перемычкой одного с названными областями типа проводимости. Цель изобретения обеспечение высокого входного сопротивления. Это достигается тем, что в перемычке выполнен полевой затвор и она снабжена контактом. В качестве полевого затвора может быть использована изготовленная в перемычке область противоположного тепа проводимости, а также изолированный электрод, размещенный на поверхности перемычки. Дополнительные возможности для управления тиристором предоставляются в конструкции тристора с полевым затвором в перемычке, где омический контакт к перемычке окружен областью затвора противоположного типа проводимости, а также в конструкции тиристора, в которой изолированный полевой электрод обхватывает часть перемычки с созданным в ней оммческкм контактом. На чертеже показан один из возможных вариантов предложенного тиристора. Тиристор содержит пластину 1 полупроводникового материала, ано;:дую область 2 р-типа проводимости, управляющую область 3 р-типа проводимости, катодную область 4 г-типа ггроводимости, катодную область 4 п-типа проводимости, перемычку 5 р-тнпа проводимости, область 6 затвора п-типа. проводимости, контакт 7 к области 6, контакт 8 к области 2, контакт 9 к области 3 и контакт 10 к обпасти 4. , ТирисТор представляет собой пластину 1 монок{Металлического кремния п-типа прюводимости, концентрация электрически активных прнмесей в koTOpoA составляет3- 10 см , В этой пластине образованы методом локальной диффузии акцепторной примесн, например бора, анодная 2 я управляющая 3 области л-типа проводимости, причем концентрация электрически активных примесей в каждой области составляет 5 10 . Области 2 н 3 имеют толщину 3 мкм, ширину 100 мкм и длину 200 мкм. Последующей локальной диффузией фосфора в управляющей области 3 создана катодная область 4 и-типа проводимости lonmiffloi 1 мкм, шириной 20 мкм и длиной 20 мкм. Концентр ция электрически активных примесей в катодной области 4 составляет 1 . Кроме того, в пласти не 1 создана «;образная перемычка 5, соединяюща анодную 2 и управляющую 3 области. Ширина перемычки составляет 46 мкм, а дгаша 600 мкм. В перемьике 5 создана область 6 затвора и-типа проводимости шириной 40 мкм и длиной 400 мкм. Области 2,3,4 и 6 снабжены омическими контактами 7,8,9 и 10, представляющими собой напыленные и вплавленные в кремний полоски толщиной 1 мкм. Края контактов отстоят от границ областей на 2 мкм с каждой стороны. Тиристор по второму варианту изготовливают как по первому. В перемычке 5 выполняют область 6 затвора в виде кольца с внутренним диаметром 30 мкм и наружным диаметром 40 мкм. В центре орга1шчеьшой областью затвора части переМЫЧ1СИ размещают омический контакт к перемычке, представляющий собой окружность диаметром 20 мкм, вьщолненный из напыленного алюминия толщиной 1 мкм. Размеры остальных областей и омических контактов соответствуют данным на чертеже. В тиристоре по третьему варианту омический контакт к области 6 затвора, представляющий собой напыленную полоску алюминия пшриной 36 мкм и длиной 136 мкм, выходит за край облает. 6 затвора на 100 мкм на перемычку 5 и анодную область 2. Указанный контакт на всем своем протяжении за пределами области 6 закорочен с областями 5 и 2. Аналогиздго омический контакт 10 к катодной области 4 выходит за край области 4 на 5 мкм и закорочен на этом протяжении с областью 3, благодаря чему осуществляется шунтирование катода. Размеры остальных областей и омических контактов не отличаются от деталей тиристора, приведенного на чертеже. . В тиристоре по четвертому вариант/ к пласт11не 1 создан омический контакт размером 40x40 мкм. Указанный омический контакт соединен, через Haiibuieimyio полоску aлю fflшш с омическим контактом 7 к области 6 затвора. Полоска имеет шири|ну 20 мкм и длину 100 мкм. Она отделена от области 5 слоем двуокиси толщиной 0,5 мкм. Размеры остальных областей и омических контактов не отличаются от деталей тиристора, приведенного на чертеже. В тиристоре, по пятому в г5 одной области 2 создана вторая з.миттернал область размером 20x20 мкм. Указанная эмиттерная область закорочена с анодной областью 2 омическим контактом 8, выходящим за край области гга 5 мкм. . Катодная область 4 и омический коихшст 10 к ней выполнены аналогично третьему варианту. Омический контакт к пластине 1 закорочен с омическим контактом 7 к области 6 затвора по четвертому варианту. Размеры остальных областей и oNffl4ecKHX контактен не отличаются от приведенных на чертеже. Тиристор по щестому варианту изготав.ливают аналогично тиристору, изображенному на чертеже. Изолироваиньш полевой эл строд размещают на окисной пленке над перемычкой 5 и пластиной 1. Полевой электрод представляет собой полоску алюглиния ишриной 50 мкм, длиной 50 мкм и толщиной 1 мкм, расположенную над перемычкой 5 и пластиной 1. Окиснал пленка выполнена из двуокиси кремния толщиной 0,1 мкм. Размеры; остальных областей и омических контактов не отличаются от приведенных на чертеже. Тиристор, изображенньм на чертеже, работает следующим образом. Если между контактами 8 и 10 подано напряжение положительной относительно контакта 10 полярности и к контакту 7 приложен положительный потенциал, то,область пространственного заряда р-й-перехода на границе областей 5 и 6 перекрывает перемьику по всему сечению и повьщ1ает ее сопротивление, а тиристор находится в запертом состоянии. Если при подаче сигнала управления потегадаал затвора снижается, тиристор включается за счет увеличения тока между областями 2 и 3. Настоящее изобретение может найти приме нение в функциональных интегральных микросхемах с тиристораivii-i и другими многослойными переключаюш}- ми ycтpoйcтвa ш. Формула изобретения. 1.Тиристор горизонтальной .структуры с омическими контактами к каждой из областей, в котором обладающие одним типом проводимости крайн.яя область и область базы соединены перемычкой одного с нaзвaяны ш. областями типа п1/оводимости5отличающийся тем, что, с целью повыщения входного сопротивления, в указанной перемычке вьшолнен полевой затвор, и перемычка снабжена омическим контактом. 2.Тиристор по п, 1, отличающийся,тем, что полевой затвор представляет собой pasMeiiieHную в перемычке область противоположного типа проводимости. 3.Тиристор поп. 1, отличающийс , что .полевой затвор представляет собой размеще шый на перемычке изолированный электрод. 4. Тиристор, по ЦП. 1 - 3, отличающийс я ,тем, что полевой затвор окружает омический контакт к перемычке.

3 9

w 14

I /

I/

Я

А-Д 9 3 w

б г 1

6 5